地球物理勘探用于了解海底地质构造情况，它可以在较大面积范围内，以较快的速度寻找到海底石油。地球物理勘探种类很多，主要有以下几种：地震勘探，利用人工方法产生地震波，让它在海底岩层中传播，利用地震波传播和反射的速度来了解海底地质构造情况。地震波由专门的地质勘探船通过在海水中用炸药爆炸或用压缩空气、电火花瞬时释放大量能量来产生，并由地震仪测量，记录地震波在地层中传播情况和反射速度的不同并以此判断海底地质情况。现代海上石油勘探大多用地震勘探法来进行，世界上一些主要海上油田也是由地震勘探所找到的。
重力勘探，利用海底各岩层的密度不同，用重力仪器来发现和测定岩层中重力的变化，发现重力异常现象来寻找地下油、气藏。
磁力勘探，利用海洋调查船或飞机拖着的磁力仪，测定、发现磁力异常现象，来寻找海底油、气藏。
电性勘探，利用岩层导电性不同，由专门的电测仪器来测定岩层导电性能变化，发现电力异常，来探测海底岩层构造，寻找地下油、气藏。
上面这些地球物理勘探方法能够发现海底的储油构造，但是，海底究竟有没有油、气藏构造，油、气藏构造里到超声波信号，由船上计算机发出控制信号指挥水下推进器控制船位，使钻井船能排除海上风浪、海浪、海风等的干扰，保持船位，便于钻机进行钻探作业。当一个地方油井钻成了，便可自行驶往新的海区进行海上作业。
到底选择何种海上钻井装置，要根据海底地质状况及具体情况决定。
为适应深海采油的需要，在20世纪90年代出现了一种浮式采油系统，有两种形式：一种是油轮式，像海船一样漂浮在海面；另一种是半潜式，它类似于半潜式钻井装置，一部分在水下，一部分在水上。
随着现代科学技术的发展，有人设想建设海底石油城。在那里安装有采油装置、油气分理装置、贮油罐、输送管道。水下采油作业由机器人承担，工作人员居住在水下实验室里，以保证海底石油城设备安装、维修、采油作业管理等。
海上采油平台或者浮式采油系统生产出来的原油需要处理与贮存，即把从海底开采出来的混有水和天然气的初级原油进行分离处理，把水分分离出来净化后排入大海，把其中的天然气留作生活能源，将多余的就地燃烧，最后把纯度较高的原油输送出去。海上储油船便是用来进行原油的处理与贮存的。它接受到来自采油平台的原油后，在船上进行加工处理。原油经预热进入原油处理系统，使油气分离、油水分离。分离后得到的天然气作为船上燃料，多余部分从火炬塔燃烧掉。分离后得到的水排入大海。经过处理加工后的原油输送至船上储油舱，再通过油轮装运储油舱原油。
大海的结壳——人类的宝贝
当人们发现在深海大洋盆地中广泛铺展着一层多金属结核“铺路石”后，又通过拖网取样发现在许多海山的斜坡和海底高耸的隆起、顶部裸露的岩石表面附着一层黑褐色的薄结壳。这层结壳就像披在海山上的盔甲，因为它的主要金属成分也是锰和铁，所以早期叫做“锰结壳”，但后来发现其中钴（Co）的含量出奇得高，因此现在称之为“富钴结壳”。
富钴结壳的厚度并不大，一般仅有2～5厘米，目前采到最厚的也只有15厘米（位于约翰斯顿环礁南部）。
为什么富钴结壳比有很大的开采价值
从商业经济价值考虑，它首先富含Co，可以满足目前对钴的大量需求；其次，它分布在较浅的海山上，一般在800～2500米水深之间，开采相对比较容易，成本也相对较低；最后，它的分布不像多金属结核集中在水深五六千米的深海大洋盆地底部，而是分布于大洋盆地边缘的一些海山上，有些分布区还在一些国家的专属经济区（EEZ）范围内，这样开采起来更为方便，没有海洋权益之争。因此，国际海洋矿业界和技术界更看好钴结壳的开采，有人估计钴结壳的商业开采可能要比多金属结核开采来得早些。
钴结壳分布的海域较广，几乎在海山区都可以找到它的身影。但目前调查表明，最富集的海域是中太平洋海山、约翰斯顿岛、夏威夷群岛、金曼岛、巴尔米提岛和马绍尔群岛、莱恩群岛、麦哲伦海山区、天皇海岭、马克萨斯海台、南太平洋波利西尼亚群岛和库克群岛等；大西洋的凯尔温火山区、中大西洋海隆区、南大西洋的里奥格兰德海隆；印度洋塞舌尔群岛海流活动较强的部分基岩裸露区。其中以中太平洋海山区和中南太平洋海山区的富钴结壳分布广、厚度大、钴含量高而具有较高的商业经济价值。如莱恩-库克群岛区结壳分布面积约5.5万平方千米，估计资源量为21.5亿吨，其中含钴146.5万吨、铜17.2万吨、镍99万吨、锰5.3亿吨。据不完全统计，在太平洋西部构造隆起上，富钴结壳的资源量达10亿吨，钴金属量达几百万吨，其经济价值超过1000亿美元。
据推算，太平洋每座海山顶部和斜坡的平均面积为300平方千米，其中可产500万吨钴结壳。马绍尔群岛海域一处海山面积为300平方千米，覆盖面积为40%、厚度为2厘米的结壳，可开采矿石300万吨。夏威夷和约翰斯顿环礁水域的海山面积就达5.72万平方千米，拥有3.2亿吨钴结壳，可满足美国几百年内对钴的需求，同时也可满足其对铂（Pt）的需求。
据对南太平洋密克罗尼西亚等11个群岛的海山钴结壳资源潜力的估计，钻的储量有3895万吨、镍2091万吨、锰10.61万吨、铂2400吨。由于钴结壳的经济价值高，目前美国、日本已率先对钴结壳的开采技术方法和选冶炼等技术工艺问题进行开采前期的研发准备和试采。
源源溴素海中来
人的一生中，要留下童年的天真、青年的风采、中年的成熟、老年的深沉，那么就去照相。要想得到一张清晰的照片，离不开溴化银。
当你神经衰弱，受到焦虑、失眠等的困扰时，溴剂可用来镇静。
当你染上病菌时，所使用的青霉素、链霉素等各种抗生素都离不开溴。
溴不仅与人类的生活和健康有关，在农业生产上也大有用途，用溴制作的熏蒸剂和杀虫剂，可以消灭害虫。
在工业方面，溴也有用武之地。目前溴大量地用作燃料的抗爆剂，把二溴乙烷同四乙基铅一起加到汽油中，可使燃烧后所产生的氧化铅变成具有挥发性的溴化铅排出，可防止汽油爆炸。用溴能生产一种溴丁橡胶，溴还可以用来精炼石油等。
海水的溴含量有多少
海水中溴的浓度较高，在海水中溶解物质的顺序表中可排在第七位，平均浓度大约为67毫克／升。海水中溴的总含量有95万亿吨之多，占整个地球溴总储量的99%以上。
1825年，法国化学家巴拉尔首先证明了在地中海的海水中有溴的存在。第二年，巴拉尔用氯处理海水卤水后，通过蒸馏得到了溴。于是，这位23岁的青年成为“溴的发明者”。今天制溴工业的基本方法，仍沿用当初他所采用的方法。
1840年，溴被用于照相技术，于是提溴就急剧发展起来。当时欧洲需要的溴都是从卤水和天然浓盐水中提取。1865年，有人利用制取钾盐剩下的溶液，采用二氧化锰和硫酸氧化法提溴。1877年改为连续的氯氧化法提溴。1907年德国人库比尔斯基在此基础上又进行了重大、改进。美国人于1889年提出用电解法提溴，后来又采用空气吹出新工艺，并被用于直接从海水中提溴，获得进一步发展。
1921年发现溴加入汽油中可作抗爆剂后，二溴乙烷的用量剧增，促进了制溴工业的发展。溴的用量从1920年的500吨，发展到1930年的5000吨，于是海水提溴形成工业化生产。1933年美国建立了日产7吨溴的工厂，此后英、德、法、日等国也相继建立了海水提溴工厂。这样，世界溴产量的60%～70%由海水中提取。世界上最大的海水提溴工厂在美国，建立于第二次世界大战期间，该厂生产的溴，几乎占了世界海水提溴总量的2/3。
后来，美国着重于天然浓盐水的资源开发，海水提溴因成本高而逐渐停止生产。但英、法、日等国因缺乏浓盐水资源，仍以海水提溴为主。
海水提溴技术，目前主要有两种方法。第一种叫空气吹出法，目前世界各国多采用此法。这种方法是用氯气氧化海水中的溴离子，使其变成溴，然后通入空气或水蒸气，将溴吹出来。第二种海水提溴的方法叫吸附法。即采用强碱性阴离子交换树脂做吸附剂，用于海水提溴。这种树脂具有良好的物理化学稳定性，经过2000次试验之后，每克干树脂的吸附量为0.06克，相当于首次试验吸附量的33.6%。按每年生产300天计算，每日周转2次，可使用3年以上，每吨干树脂可提溴150吨。
目前，海水提溴的总产量每年为20多万吨，其中大部分是美国生产的，它以天然的浓盐水为原料。
中国从1967年开始进行空气吹出法由海水直接提溴的研究，1968年试验成功，而后青岛、连云港、广西北海等地相继建立了年产百吨级的海水提溴工厂进行试生产。树脂吸附法海水提溴研究，中国于1972年试验成功。1977年，山东海洋学院研究发现了一种JA-2号吸附剂，可同时高效能地吸附海水中的溴和碘。使用JA-2号吸附剂在较短时间内可吸溴达10万微克左右。估计用这种吸附剂从海水中提碘和溴，每生产1吨碘，可同时得到60～100吨溴。JA-2号吸附剂原料易得，制作简单，流过的海水损失少，可反复循环使用。
世界的溴主要用作汽油抗爆剂，其次是作农药。但这两方面都有污染环境的问题，因而已被限制使用，这样就影响世界制溴工业的发展，不少制溴工厂已转向对海水中其他成分的综合利用。相信随着科学技术的不断发展，人类将会发现溴的新用途，那时海水制溴工业将得到更显著的发展。
氯化钾，是人类从海水中提取的肥料。钾肥肥效快，易被植物吸收，不易流失。钾肥能使农作物茎秆长得健壮，增强抗旱、抗病虫害的能力。海水提钾主要用来制造钾肥。此外，钾在工业上可用于制造化学仪器和装饰品。钾亦可制造软皂，可用作洗涤剂，钾矾（明矾）可用作净水剂。海水中钾的含量为500万亿吨，远远超过陆地钾石盐等矿物的储量。因海水中含钾浓度低，仅为380毫克／升，用以生产钾肥的成本很高，长期以来，还只是利用生产食盐后的苦卤少量生产钾肥。
“重水”，是海水中蕴藏着的巨大能源。有人估算，如果把海水中含有的200万亿吨“重水”都提取出来，可供人类上百亿年的能源消费。
什么是“重水”
众所周知，水分子由氢和氧两种元素构成，普通氢原子量为1，但氢不只是一种，还有两种稳定性的同位素：一种叫氘，一种叫氚，它们的原子量都比普通氢大，所以又叫“重氢”。由重氢和氧构成的水叫“重水”。“重水”可作原子反应堆减速剂，也是制造氢弹的原料，还可用来发电。据计算，1千克氘燃料，至少可以抵得上4千克铀、1万吨优质煤。1970年，美国在哥拉斯湾建立了一个年产200吨“重水”的工厂，由于腐蚀严重而停产。目前世界各国正在努力从事海水提取“重水”的研究工作。
海水“淘金”也是人们所渴求的。每吨海水中含金量约为4×10－6克。由于浓度太低，海水提金至今未取得成效。但黄金太有魅力了！人们处心积虑地研究海水提金的办法，目前关于海水提金的方法，已有50多篇专利文献。
在海水这个宝库里，人类除了提取食盐、铀、镁砂、溴之外，还提取其他微量元素。这些元素有的已形成工业规模生产，有的还在研究之中。
此外，人类还从海水里提取芒硝、石膏、硼、锶等元素。
大海的馈赠——“可燃冰”
当人类为“石油危机”——陆地石油、天然气等化石燃料在不久的将来（甚至有人预言六七十年后）就会消耗殆尽而忧虑的时候，在北极圈内外、冻土地带和深海底先后发现了一种分布广、埋藏浅、储量巨大的新型能源矿种——天然气水合物（CH4·5.75H2O）。由于它外部形态像冰状结晶体并可燃烧，专业人员给它起了个“甲烷干冰”的雅称，而普通人士更形象通俗地叫它“可燃冰”。
其实早在1810年，科学家就在实验室里发现了这种“甲烷冰”物质。直到20世纪30年代初，俄罗斯学者在西伯利亚输气管道中首次发现自然形成的天然气水合物。自此很长一段时间，这种化合物因其经常堵塞输气管道或使管线破裂，或因分解释放甲烷而引起地质灾害，一直被当做令人生厌的东西，科学家想方设法要把它清除掉。1960年，前苏联学者使用地震地球物理技术方法，首次在天寒地冻的西伯利亚永冻土层中发现了天然产出的天然气水合物。1969年，前苏联投入开发世界上迄今唯一的陆地天然气水合物气田——梅索亚哈气田。
20世纪70年代初，在美国阿拉斯加北部的Prudhoe湾油田西端钻井中采获第一个水合物样品。到了70年代中期，人们认识到这种化合物不仅存在于极区的永冻层中，而且还分布于外部陆架边缘深水沉积物的上部。70年代末，以美国为首的“深海钻探计划”（DSDP）在中美洲海槽进行调查期间，首次从该海域钻探的20个海底钻孔中发现9个钻孔的岩心样品中含有天然气水合物，科学家对这种甲烷水合物研究的兴趣倍增。因此，参加DSDP的各国专家拉开了大规模综合研究天然气水合物的序幕。
